Nació el 13 de diciembre de 1925 en West Plains (Missouri).
Hijo de Hazel Victoria McCord, taquígrafa, y de Loren Wayne Van Dyke, vendedor. Hermano mayor del actor Jerry Van Dyke, conocido por su papel en la serie de televisión Coach. Nieto de Van Dyke, Shane Van Dyke, también actor.
Tiene ascendencia holandesa e inglesa, con una línea familiar que se remonta a John Alden, pasajero del Mayflower.
Creció en Danville, Illinois. La familia de su madre era muy religiosa y durante su juventud consideró dedicarse a la iglesia, aunque una clase de teatro en la escuela secundaria le descubrió su vocación de actor.
En la Segunda Guerra Mundial fue destinado durante dos años en el Air Corps, iniciándose en las actuaciones personales y en los programas de radio de las Fuerzas Armadas.
Creó una agencia de publicidad que abandonó para formar en 1947, junto a Philip Erickson, el dúo cómico «The Merry Mutes».
Triunfó en Broadway con el musical «Girls against boys» (1959) aunque su mayor éxito en escena fue en el musical de Charles Strouse y Lee Adams «Bye bye Birdie» (1961) que le catapultó al cine al adaptarse esta obra en la gran pantalla. Fue actor, cantante, bailarín, pianista, guitarrista, y fotógrafo.
Arrasó en televisión con su célebre «Show de Dick Van Dyke», que en los sesenta acaparó los índices de audiencia.
Con una carrera cinematográfica irregular llega tardíamente al cine, en 1963, para recrear su papel de éxito en Un beso para Birdie (George Sidney). Hace un excelente trabajo como el deshollinador de Mary Poppins (R. Stevenson, 1964). Después, resulta brillante en El novio de mi mujer (Bud Yorkin, 1967), comedia corrosiva donde su cinismo resulta perfecto. Es capaz, incluso, de ampliar su registro hasta llegar al drama en The Comic (Carl Reiner, 1969).
Se retiró de la gran pantalla para volver a la televisión, sin embargo no recuperó su pasado prestigio hasta 1992 con un pintoresco médico metido a detective en la serie de misterio «Diagnóstico asesinato».
En 1948, contrajo matrimonio con Margerie Willett, con la que tuvo cuatro hijos: Christian, Barry, Carrie Beth, y Stacy. Se divorciaron en 1984 tras una larga separación. Vivió con Michelle Triola durante más de 30 años, hasta su muerte en 2009. El 29 de febrero de 2012, se casó con maquilladora Arlene Silver. Se habían conocido seis años antes en los premios SAG.
Filmografía
Bye Bye Birdie (1963)
What a Way to Go! (1964)
Mary Poppins (1964)
The Art of Love (1965)
Lt. Robin Crusoe, U.S.N. (1966)
Divorce American Style (1967)
Fitzwilly (1967)
Never a Dull Moment (1968)
Chitty Chitty Bang Bang (1968)
Some Kind of a Nut (1969)
The Comic (1969)
Cold Turkey (1971)
The Runner Stumbles (1979)
Dick Tracy (1990)
Noche en el museo (2006)
Alexander and the Terrible, Horrible, No Good, Very Bad Day (2014)
Night at the Museum: Secret of the Tomb (2014)
Merry Xmas (2015)
